Grafeenin ja hiilikuitun välinen ero

avainero grafeenin ja hiilikuitun välillä on se grafeenilla on yhden hiiliatomikerroksen paksuus, kun taas hiilikuidulla on mikrometrin mittakaavan paksuus.

Sekä grafeeni että hiilikuitu ovat hiiltä sisältäviä aineita. Grafeeni sisältää vain hiiliatomeja, kun taas hiilikuitu sisältää enimmäkseen hiiltä yhdessä joidenkin muiden elementtien, kuten hapen ja typen kanssa. Toinen tärkeä ero grafeenin ja hiilikuitun välillä on siinä, että hiililevyt lukkiutuvat näihin aineisiin. Molemmat tyypit sisältävät kuitenkin hiiltä, ​​joka on järjestetty samaan säännölliseen kuusikulmaiseen kuvioon.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on grafeeni?
3. Mikä on hiilikuitu?
4. Vertailu rinnakkain - grafeeni vs. hiilikuitu taulukkomuodossa
5. Yhteenveto

Mikä on grafeeni?

Grafeeni on hiilen allotrooppi, jossa on yksi kerros hiiliatomeja, jotka on järjestetty säännölliseen kuusikulmaiseen kuvioon. Tämän seurauksena se on puolimetalli, jolla on pieni päällekkäisyys valenssin ja johtavuuskaistojen välillä. Grafeenin rakenne on monien hiiltä sisältävien aineiden, kuten grafiitin, timanttien, hiilen, hiilinanoputkien jne., Perusrakenne..

Lisäksi grafeenilla on monia tärkeitä ja epätavallisia ominaisuuksia. Esimerkiksi, se on vahvin materiaali, mitä olemme koskaan testanneet. Lisäksi se voi johtaa lämpöä ja sähköä tehokkaasti. Aine on melkein läpinäkyvä. Lisäksi se osoittaa diamagnetismia ja sillä on myös kaksiulotteisia ominaisuuksia.

Kuva 01: Grafeeniarkki

Jokaisella grafeenilevyn hiiliatomilla on neljä sidosta sen ympärillä, kuten kolme sigma-sidosta, joissa on kolme muuta hiiliatomia samassa tasossa ja pi-sidos, joka on kohtisuorassa tasoon nähden. Kahden hiiliatomin välinen etäisyys tässä rakenteessa on noin 1,42 Ä. Seurauksena on, että tiiviisti pakatut hiiliatomit ja kunkin hiiliatomin sp2-hybridisaatio antavat grafeenille sen korkean stabiilisuuden. Siten, jos altistamme nämä levyt muille hiiltä sisältäville aineille, kuten hiilivedylle, ne voivat korjata itse levyjen vauriot.

Grafeenin sovellutukset ovat lääketieteen (kudostekniikka, biokuvantaminen, lääkkeiden annostelu, testaus, myrkyllisyys), elektroniikan (transistorien, läpinäkyvien johtavien elektrodien, optoelektroniikan jne. Tuotanto), kevyen prosessoinnin (optiset modulaattorit, UV-linssi) tuotannossa. , jne.

Mikä on hiilikuitu?

Hiilikuitu on kuitumuoto, jossa on enimmäkseen hiiliatomeja, jotka on järjestetty kuusikulmaiseksi. Näiden kuitujen halkaisija on noin 5-10 mikrometriä. Tätä ainetta on ennen kaikkea saatavana jatkuvana vetohaavana kelaan. Ja tämä vetolaite sisältää jatkuvasti nippu tuhansia yksittäisiä hiililankoja. Lisäksi tämä kimppu on suojattu orgaanisella päällysteellä. Siksi voimme kelata hinauksen suunniteltuun käyttötarkoitukseen.

Tämän materiaalin atomirakenne on samanlainen kuin grafeenin; kuusikulmainen kuvio. Lisäksi on olemassa kaksi hiilikuitumuotoa edeltäjän mukaan, jota käytämme tämän materiaalin valmistukseen; turbostraattinen tai graafinen. Joskus se on molempien rakenteiden hybridi.

Kuva 02: Kudotut hiilikuitukankaat

Tämän materiaalin tärkeimpiä ominaisuuksia ovat korkea jäykkyys, korkea vetolujuus, pieni paino, korkea kemiallinen kestävyys, korkean lämpötilan sietokyky ja alhainen lämpölaajeneminen. Näiden ominaisuuksien vuoksi hiilikuitu on suosittu ilmailualan sovelluksissa, armeijassa jne.

Mikä on ero grafeenin ja hiilikuitun välillä?

Grafeeni on hiilen allotrooppinen ryhmä, jossa on yksi kerros hiiliatomeja, jotka on järjestetty säännölliseen kuusikulmaiseen kuvioon, kun taas hiilikuitu on kuitumuoto, jossa on enimmäkseen hiiliatomeja kuusikulmaisessa kuviossa. Nämä ovat materiaaleja, jotka koostuvat pääasiassa hiiliatomeista. Ne eroavat kuitenkin toisistaan ​​paksuuden mukaan. Siksi tärkein ero grafeenin ja hiilikuitun välillä on se, että grafeenilla on yksittäisen hiiliatomikerroksen paksuus, kun taas hiilikuitulla on mikrometrin mittakaavan paksuus. Toinen tärkeä ero grafeenin ja hiilikuitun välillä on se, että grafeenilevyt pakataan tiukasti, kun taas hiilikuiduilla ei ole tiiviisti pakattuja arkkeja.

Seuraava infografia grafeenin ja hiilikuitun välisestä erotuksesta osoittaa enemmän eroja molempien välillä.

Yhteenveto - grafeeni vs. hiilikuitu

Grafeeni ja hiilikuitu ovat tärkeitä hiiltä sisältäviä materiaaleja. Grafeenin ja hiilikuitun tärkein ero on, että grafeenilla on yhden hiiliatomikerroksen paksuus, kun taas hiilikuitulla on mikrometrin mittainen paksuus.

Viite:

1. ”Grafeenin mahdolliset sovellukset.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 24. lokakuuta 2018. Saatavilla täältä  
2. ”Hiilikuidut.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 29. lokakuuta 2018. Saatavilla täältä 

Kuvan kohteliaisuus:

1. ”Grafeeni-3D-pallot”, kirjoittanut Jynto (keskustelu) - Oma työ (CC0) Commons Wikimedian kautta  
2. ”Kohlenstofffasermatte” kirjoittanut Hadhuey saksalaisessa Wikipediassa - Oma työ, (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta